DE2748632C2

DE2748632C2 -

Info

Publication number: DE2748632C2
Application number: DE2748632A
Authority: DE
Inventors: Ivan De Dipl.-Ing. Fislisbach Aargau Ch Mesmaeker
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-10-29
Publication date: 1989-02-09
Also published as: DE2748632A1; US4268886A; FR2404941A1; SE7810043L; CH619570A5; FR2404941B3; SE435227B; NL7809810A; DK425078A; IT7828163A0; IT1099199B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Distanzschutzeinrichtung für elektrische Leitungen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a distance protection device for electrical lines, according to the preamble of the claim 1.

Eine solche Distanzschutzeinrichtung ist beispielsweise bekannt aus der Firmenzeitschrift "Brown Boveri Mitteilungen 1971", Heft 7, S. 276-286. In dieser Schrift wird davon ausgegangen, daß sich der sogenannte Lastbereich der zu schützenden Leitungen in der komplexen Impedanzebene außerhalb der Distanz-Auslösegrenze befindet.Such a distance protection device is known, for example from the company magazine "Brown Boveri Mitteilungen 1971 ", Issue 7, pp. 276-286. This document assumes that the so-called load range of the to be protected Lines in the complex impedance level outside the Distance tripping limit is located.

Diese Kennlinienumschaltung der Meßschaltung bzw. der in dieser enthaltenen Distanzmeßsysteme entspricht dem allgemeinen bekannten Staffelschutz, bei dem die Distanz-Auslösegrenzen und damit die Zonengrenzen auf der zu schützenden Leitung für das Ansprechen bzw. Nichtansprechen der Meßschaltung nach aufeinanderfolgenden Zeitintervallen stufenweise erweitert werden, bis ein Ansprechen der Meßschaltung mit Erzeugung eines Auslösesignals erfolgt. Das Auslösesignal, welches eine Abschaltung des fehlerbehafteten Leistungsabschnitts bewirkt, ist dabei abhängig vom Vorhandensein eines Anregesignals von der Anwurfschaltung, d. h. davon, daß der Fehler noch nicht von einer anderen Schutzstation abgeschaltet und damit beseitigt worden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß von mehreren Schutzstationen, deren maximale Auslösebereiche einen bestimmten Leitungs- oder Netzbereich überdecken, immer diejenige zuerst anspricht, bezüglich deren der Fehler innerhalb der zu der betreffenden Station nächsten Zonengrenze liegt. Dadurch wird eine Minimisierung des durch die Abschaltung betroffenen Leitungs- oder Netzbereiches und eine möglichst rasche Abschaltung erreicht.This characteristic curve switchover of the measuring circuit or in these distance measuring systems contained correspond to the general one well-known relay protection, in which the distance trigger limits and thus the zone boundaries on the one to be protected Line for the response or non-response of the measuring circuit gradually after successive time intervals be expanded until the measuring circuit responds with A trigger signal is generated. The trigger signal, which is a shutdown of the faulty power section is dependent on the existence of one Excitation signal from the starter circuit, d. H. that the fault has not yet been sent from another protection station has been switched off and thus eliminated. To this Way is achieved that of several protection stations, whose Maximum tripping areas for a specific line or network area cover, always the one that first speaks regarding whose the error is within the closest to the station in question Zone boundary. This minimizes the through the shutdown of the affected line or network area and one shutdown achieved as quickly as possible.

In der Endstufe einer Meßschaltung bzw. eines Meßsystems besteht häufig das Erfordernis, die Auslösegrenzen, welche in der komplexen Impedanzebene die Reaktanzachse bzw. die Resistanzachse schneiden (Reaktanz- bzw. Resistanzgrenze), im allgemeinen ins Unendliche hinaus, so daß - sofern vorhanden - nur die durch den Koordinaten-Nullpunkt gehenden oder diesen mit geringem Abstand passierenden Auslösegrenzen eines Richtungsgliedes (Richtungsgrenzen) wirksam bleiben. Reaktanz-, Resistanz- und Richtungsgrenzen können im übrigen in einem einheitlichen, geometrisch definierten Linienzug vereinigt sein, z. B. bei den bekannten Meßschaltungen mit kreisförmiger Kennlinie, also im Gegensatz zu den ebenfalls bekannten polygonalen Kennlinien, bei denen die vorgenannten Grenzen je für sich durch einen Geradenabschnitt verwirklicht sind.In the final stage of a measuring circuit or measuring system, there is often the need the tripping limits, which in the complex impedance level the Intersect the reactance axis or the resistance axis (reactance or Resistance limit), generally to infinity, so that - if available - only those through the coordinate zero point walking or passing this at a short distance Tripping limits of a directional element (directional limits) are effective stay. Reactance, resistance and directional limits can be the rest in a uniform, geometrically defined line be united, e.g. B. in the known measuring circuits with circular Characteristic curve, in contrast to the also known ones polygonal characteristics, where the aforementioned limits each for are realized by a straight section.

Bei Meßschaltungs-Endstufen ohne Richtungsglied (ungerichtete Endstufen), die also ein bloße Freigabe oder Durchschaltung des Anregesignals als Auslösesignal bewirken, und auch bei den bekannten Endstufen mit üblichem Richtungsglied führen extreme, aber tatsächlich noch zulässige Belastungen nur dann nicht zu einer Fehlauslösung, wenn die Anregeschaltung - d. h. das fehlerdetektierende Glied der Anwurfschaltung - genügend genau und zuverlässig zwischen solchen Extremlastzuständen und Kurzschlüssen als echten Fehlern unterscheiden kann. Die Wahrscheinlichkeit von Fehlauslösungen kann daher bei den bekannten Schaltungen nur bedingt und mit vergleichsweise hohem Schaltungsaufwand vermindert werden.In the case of measuring circuit output stages without a directional element (non-directional Power amplifiers), which is a mere release or connection cause the excitation signal as a trigger signal, and also in the known power amplifiers with a common directional link perform extreme, but only then actually not allowable loads a false trigger if the starting circuit - d. H. the fault-detecting Link of the starting circuit - sufficiently precise and reliable between such extreme load conditions and short circuits can distinguish as real mistakes. The probability false triggering can therefore only in the known circuits conditionally and reduced with comparatively high circuit complexity will.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Distanzschutzeinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß sie sich ohne wesentlichen Schaltungsaufwand durch erhöhte Sicherheit gegen Fehlauslösungen auszeichnet. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.The object of the invention is therefore the distance protection device of the type mentioned at the outset so that they through without significant circuitry characterized by increased security against false tripping. The invention Solution to this problem is characterized by the im Claim 1 specified features.

Danach wird durch einfache Einführung einer den Lastbereich der Leitung ausschließenden zusätzlichen Auslösegrenze in der Endstufe eine Fehlauslösung praktisch vollständig vermieden. Diese Ausbildung der Endstufe kann bei ohnehin vorhandenem Richtungsglied durch eine einfache Modifikation der Auslösegrenzenumschaltung und bei ungerichteten Endstufen durch Beibehaltung eines entsprechenden Kennlinienabschnitts aus einer vorange henden Auslösegrenzeneinstellung erreicht werden. Es kann in diesem Zusammenhang grundsätzlich eine gleichzeitig mit der Endstufeneinschaltung wirksam werdende, bleibende Endstufenmodifikation im vorgenannten Sinne vorgenommen werden. Andererseits ist es u. U. zweckmäßig, diese Modifikation nur für einen Teil der Zeitdauer der Endstufeneinschaltung wirksam zu machen, insbesondere mit einer Verzögerung gegenüber der Endstufeneinschaltung, so daß beide Funktionsarten für eine Auswertung verfügbar sind.After that, by simple Introduction of an additional tripping limit that excludes the load range of the line false triggering in the output stage is practically complete avoided. This training of the final stage can be done in any case Directional element by a simple modification of the trigger limit switch and in the case of non-directional power amplifiers by maintaining of a corresponding characteristic section from a previous one tripping limit setting can be reached. It can be in this Relationship basically one simultaneously with the power stage activation effective final stage modification be made in the aforementioned sense. On the other hand, it is u. U. expedient, this modification only for part of the period to make the power stage switch effective, in particular with a delay compared to the power stage activation, so that both types of functions for an evaluation Are available.

Es kann weiter eine Überwachungsschaltung mit einer ersten Vergleichslogik vorgesehen sein, die eingangsseitig an einen Ausgang der Anwurfschaltung sowie an einen Ausgang der Meßschaltung angeschlossen ist und im Falle des Ansprechens der Anregeschaltung in Verbindung mit einem Nichtansprechen der Meßsystemanordnung ein Fehlfunktionssignal erzeugt. Eine solche, praktisch äußerst wichtige Funktionsüberwachung der Endstufe wird durch den Ausschluß des Lastbereichs der Leitung möglich, weil ohne diesen Ausschluß, d. h. bei einer Ansprechmöglichkeit der Meßschaltung im Lastbereich der Leitung, die Signalkombination Ansprechen der Anregung mit Nichtansprechen der Meßschaltung im Fall einer fehlerhaften Anregung mit gleichzeitigem Vorliegen eines zulässigen, zum Ansprechen eines Meßsystems ausreichenden Lastzustandes durch das an sich korrekt ansprechende Meßsystem verhindert wird. Der Ausschluß des Lastbereiches der Leitung aus dem Auslösegebiet ermöglicht dagegen ein sicheres Fehlfunktionssignal im Falle einer fehlerhaften Anregung bei einwandfreier Meßschaltung sowie im Falle eines fehlerhaften Ansprechens eines Meßsystems bei korrekter Nichtanregung. Die dazu komplementären Fehlerkombinationen lassen sich durch gegensinnige Negation und wiederum UND- Verknüpfung der Anregung und des Meßsystemausgangs kontrol lieren.It can go on a monitoring circuit with a first Comparison logic can be provided, the input side to a Output of the start-up circuit and to an output of the measuring circuit is connected and in case of response of the Activation in connection with a non-response of the Measuring system arrangement generates a malfunction signal. A such, functionally extremely important function monitoring the output stage is made possible by excluding the load range of the line, because without this exclusion, d. H. with a contact option the measuring circuit in the load range of the line, the signal combination Addressing the suggestion with non-response of the Measuring circuit in case of faulty excitation with simultaneous Existence of a permissible to address a Measuring system sufficient load condition by itself correctly responding measuring system is prevented. The exclusion the load range of the line from the triggering area, however, allows one Safe malfunction signal in the event of an incorrect excitation with perfect measuring circuit and in the case of a incorrect response of a measuring system with correct Non-stimulation. The complementary combinations of errors can be negated in opposite directions and again Linking the excitation and the measuring system output control lieren.

Die Erfindung wird weiter anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigt:The invention is further illustrated in the drawings schematically illustrated embodiments. Herein shows:

Fig. 1 die Richtungs-Auslösegrenzen in der komplexen Impedanzebene für eine erfindungsgemäße Distanzschutz einrichtung, Fig. 1, the direction trigger boundaries in the complex impedance plane for a distance protection according to the invention means,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Distanzschutzeinrichtung zur Verwirklichung von Auslösegrenzen gemäß Fig. 1 sowie mit einer Überwachungs schaltung, Fig. 2 shows the block circuit diagram of a distance protection device according to the invention for the realization of trigger boundaries shown in FIG. 1 as well as with a monitor,

Fig. 3 die Kennlinien einer anderen Ausführungsform der Erfindung in der komplexen Impedanzebene mit Ausschluß des Lastbereiches der Leitung durch Umschalten einer Referenzimpedanz und Fig. 3 shows the characteristics of another embodiment of the invention in the complex impedance level with the exclusion of the load range of the line by switching a reference impedance and

Fig. 4 eine entsprechende Darstellung der Kennlinien einer Distanzschutzeinrichtung mit nullpunkt-symmetrisch umschaltbarem Richtungs-Auslösegebiet in der komplexen Impedanzebene. Fig. 4 shows a corresponding representation of the characteristics of a distance protection device with zero-symmetrically switchable directional triggering area in the complex impedance plane.

Fig. 1 zeigt die Richtungs-Auslösegrenzen G₁ und G₂ eines üblichen Distanzschutz-Meßsystems in der komplexen Impedanzebene mit der Reaktanzachse jX und der Resistanzachse R. Fig. 1 shows the directional tripping limits G ₁ and G ₂ of a conventional distance measurement system in the complex impedance plane with the reactance axis jX and the resistance axis R.

Solche Auslösegrenzen können z. B. dadurch verwirklicht werden, daß die Phasendifferenz zwischen einem in bekannter Weise gebildeten Leitungs-Impedanzvektor Zk und einem Bezugsimpedanzvektor (Referenzimpedanz) Zr bestimmt und mit vorgegebenen, bezüglich Zr voreilenden bzw. nacheilenden Grenzwert-Phasenwinkeln a₁ bzw. a₂ verglichen wird. Es ergibt sich so ein Auslösegebiet innerhalb des stumpfen Winkels zwischen den Auslösegrenzen G₁ und G₂, während auf der anderen Seite dieser Grenzen das schraffiert angedeutete Nichtauslösegebiet liegt. Ein in Fig. 1 schraffiert angedeuteter Lastbereich ZL der Leitung befindet sich dabei in üblicher Weise innerhalb dieses Auslösegebietes. Wird nun statt des Grenzwert-Phasenwinkels a₂ der dargestellte Winkel a₃ verminderter Größe für die Überwachung der voreilenden Phasendifferenz von Zk gegenüber Zr eingeführt, so ergibt sich eine zusätzliche Auslösegrenze G₃, welche den Lastbereich ZL ausschließt. Ein innerhalb dieses Lastbereiches ZL der Leitung liegender Leitungs-Impedanzvektor Zk₀ führt dann nicht mehr zu einem Ansprechen des Meßsystems, welches durch Fehlen eines Anregesignals zu sperren wäre, um eine Fehlauslösung zu vermeiden. Die Umschaltung vom Winkel a₂ auf den Winkel a₃ kann dabei zugleich mit der Einschaltung der Endstufe oder auch danach mit einer vorgegebenen Verzögerung vorgenommen werden, so daß beide Auslösegrenzen G₂ und G₃ für gesonderte Auswertungen verfügbar sind. Such tripping limits can e.g. B. can be realized in that the phase difference between a line impedance vector Zk formed in a known manner and a reference impedance vector (reference impedance) Zr is determined and compared with predetermined, with respect to Zr leading or lagging limit phase angles a ₁ or a ₂. This results in a tripping area within the obtuse angle between the tripping limits G ₁ and G ₂, while on the other side of these limits is the hatched non-tripping area. A hatched load area ZL of the line in FIG. 1 is in the usual way within this trigger area. If, instead of the limit phase angle a ₂, the angle a ₃ of reduced size for monitoring the leading phase difference from Zk to Zr is introduced, there is an additional trigger limit G ₃ which excludes the load range ZL . A line impedance vector Zk ₀ lying within this load range ZL of the line then no longer leads to a response of the measuring system, which would have to be blocked by the absence of an excitation signal in order to avoid false triggering. The switch from the angle a ₂ to the angle a ₃ can be made at the same time with the activation of the output stage or afterwards with a predetermined delay, so that both trigger limits G ₂ and G ₃ are available for separate evaluations.

Die Distanzschutzeinrichtung nach Fig. 2 zur Verwirklichung des vorgenannten Funktionsprinzips umfaßt eine Dreiphasenleitung L angeschlossene Strom- und Spannungs-Meßwandleranordnung MW, die entsprechend umgeformte und aufbereitete Meßsignale für die Anregung an eine Anwurfschaltung AW sowie an eine Meßschaltung MS liefert. Erstere umfaßt eine Anregeschaltung AWr, welche eine Überwachung der Meßsignale nach vorgegebenen Fehlerkriterien durchführt, z. B. nach dem bekannten Überstrom- oder Unterspannungs-Kriterium, und bei Fehlerdetektion eine nachfolgende Auswahlschaltung AWw aktiviert. Letztere wird ebenfalls mit den Meßsignalen beaufschlagt und detektiert die Art des vorliegenden Fehlers, wonach eine Schalteinrichtung AWs die Messignale in einer der Fehlerart angepaßten Kombination einer in der Meßschaltung MS enthaltenen Meßsystemanordnung MSm zuführt und damit die Meßschaltung anwirft. Es folgt nun die übliche, zeitlich gestaffelte Fehler-Distanzbestimmung in der Meßsystemanordnung, wobei eine ebenfalls von der Anregeschaltung AWr angeworfene Staffel-Zeitschaltung MSz das stufenweise Umschalten der Auslösegrenzen der Meßsystemanordnung bewirkt. Wenn ein Meßsystem in einer dieser Auslösezonen anspricht, so ergibt sich am Ausgang von MSm ein Auslösesignal, das zusammen mit dem Anregesignal von AWr eine UND-Logik MSL ansteuert. Aus einer Überwachungsschaltung UW führt zwecks Verbesserung der Funktionssicherheit eine Speisequellenüberwachung UWq der UND-Logik MSL ein weiteres Gültigkeitskriterium zu. Wenn alle Eingänge von MSL bejahend angesteuert sind, ergibt sich ein wirksames Auslösesignal für die Fehlerabschaltung am Ausgang A₀.The distance protection device according to FIG. 2 for realizing the above-mentioned functional principle comprises a three-phase line L connected current and voltage measuring transducer arrangement MW , which delivers correspondingly transformed and prepared measuring signals for excitation to a starting circuit AW and to a measuring circuit MS . The former comprises an excitation circuit AWr , which carries out monitoring of the measurement signals according to predetermined error criteria, e.g. B. according to the known overcurrent or undervoltage criterion, and a subsequent selection circuit AWw activated in the event of fault detection . The latter is also acted upon by the measurement signals and detects the type of error present, after which a switching device AWs supplies the measurement signals in a combination adapted to the type of error to a measurement system arrangement MSm contained in the measurement circuit MS and thus starts the measurement circuit. The usual, time-staggered determination of the error distance follows in the measuring system arrangement, wherein a relay time circuit MSz, likewise started by the excitation circuit AWr, causes the triggering limits of the measuring system arrangement to be switched over in stages. If a measuring system responds in one of these trigger zones, a trigger signal results at the output of MSm , which, together with the excitation signal from AWr, controls an AND logic MSL . For the purpose of improving the functional reliability, a supply source monitoring UWq supplies the AND logic MSL with a further validity criterion from a monitoring circuit UW . If all inputs of MSL are activated in the affirmative, an effective trigger signal results for the fault shutdown at output A ₀.

Für eine gegebenenfalls verzögerte Umschaltung der Endstufen-Auslösegrenzen ist innerhalb der Überwachungsschaltung UW eine zusätzliche Zeitschaltung UWz vorgesehen, die von einem der Endstufeneinschaltung zugeordneten Freigabeausgang Ae der Staffel-Zeitschaltung MSz angestoßen wird und die erwähnte Umschaltung nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung über einen besonderen Eingang VS der Meßsystemanordnung MSm hervorruft. Es kann so vorgegangen werden, daß beim Einschalten der Endstufe zunächst die dem Extremlastbereich ausschließende Auslösegrenze aktiviert wird und danach eine den Lastbereich einschließende, ungerichtete oder gerichtete Endstufeneinstellung. Es ergibt sich dann zunächst ein mit Sicherheit nicht durch einen Extremlastzustand verursachtes Auslösesignal, allerdings mit eingeschränktem Auslösebereich, und sodann ein Auslösesignal über den ganzen, ursprünglich vorgesehenen Auslösebereich. Die Auswertung kann je nach Anwendungsfall durch geeignete Speicherung bzw. logische Verknüpfung der aufeinanderfolgenden Auslösesignale erfolgen. Grundsätzlich gilt gleiches auch für die umgekehrte Reihenfolge mit anfänglich unmodifizierter und sodann durch Ausschluß des Extremlast bereiches modifizierter Auslösegrenze. For a possibly delayed switchover of the output stage tripping limits , an additional time circuit UWz is provided within the monitoring circuit UW , which is triggered by an enable output Ae of the relay time circuit MSz assigned to the output stage switch- on and the switchover mentioned after a predetermined time delay via a special input VS of the measuring system arrangement MSm evokes. The procedure can be such that when the power stage is switched on, the tripping limit that excludes the extreme load range is activated first, and then an undirected or directional power stage setting that includes the load range. This then results first in a trigger signal which is certainly not caused by an extreme load condition, but with a limited trigger range, and then in a trigger signal over the entire trigger range originally intended. Depending on the application, the evaluation can be carried out by suitable storage or logical linking of the successive trigger signals. Basically, the same applies to the reverse sequence with initially unmodified trigger limit and then modified by excluding the extreme load range.

Eine erste Überwachung auf Fehlfunktion wird bei einer Auslösegrenzeinstellung der Endstufe unter Ausschluß des Lastbereiches vorgenommen, und zwar gegebenenfalls nach entsprechender Freigabe vom Ausgang der Zeitschaltung UWz, durch eine UND-Vergleichslogik UWL₁. Letztere erhält über entsprechende Eingänge ein Anregesignal von AWr sowie das verneinte Ansprechsignal von MSm und liefert demgemäß an einem Überwachungs- oder Alarmausgang A₁ ein Fehlfunktionssignal im Falle einer fehlerhaften Anregung bei korrektem Nichtansprechen der Meßsystemanordnung sowie fehlerhaftem Nichtansprechen der Meßsystemanordnung in Verbindung mit einer korrekten Anregung.A first monitoring for malfunction is carried out at a trigger limit setting of the output stage with the exclusion of the load range, if necessary after corresponding release from the output of the timer UWz , by an AND comparison logic UWL ₁. The latter receives an excitation signal from AWr and the negated response signal from MSm via corresponding inputs and accordingly delivers a malfunction signal to a monitoring or alarm output A ₁ in the event of a faulty excitation with correct non-response of the measuring system arrangement and faulty non-response of the measuring system arrangement in connection with a correct excitation.

Eine zweite UND-Vergleichslogik UWL₂ mit entsprechendem Überwachungs- oder Alarmausgang A₂ erhält an entsprechenden Eingängen das bejahte Ansprechsignal von MSm bzw. das verneinte Anregesignal von AWr. An A₂ entsteht also ein Fehlfunktionssignal, wenn bei korrekter Nichtanregung ein fehlerhaftes Ansprechen eines Meßsystems oder bei korrektem Ansprechen eines Meßsystems ein Ausfall der Anregung vorliegt. Die Signifikanz dieses Fehlfunktionssignals ist nicht an den Ausschluß des Lastbereiches vom Auslösegebiet der Endstufe gebunden.A second AND comparison logic UWL ₂ with a corresponding monitoring or alarm output A ₂ receives the affirmative response signal from MSm or the negative excitation signal from AWr at corresponding inputs. At A ₂ there is a malfunction signal if there is a faulty response of a measuring system if the excitation is not correct or if the excitation fails if the measuring system responds correctly. The significance of this malfunction signal is not linked to the exclusion of the load range from the triggering area of the output stage.

Im übrigen kann die Abhängigkeit der Vergleichslogik UWL₁ vom Ausgang der Zeitschaltung UWz entfallen, wenn während der gesamten Endstufeneinschaltung eine den Extremlast bereich ausschließende Auslösegrenze im Meßsystem wirksam ist. Dies ist durch die Strichlierung der Verbindung zwischen UWz und UWL₁ angedeutet. Für die Koppelung der Überwachung mit der Endstufeneinstellung als solcher ist in der Schaltung nach Fig. 2 ein eigener Freigabeeingang Ef der Vergleichslogik UWL₁ vorgesehen, der ebenso wie der Anstoßeingang von UWz an den bereits erwähnten Ausgang Ae der Staffelzeitschaltung MSz angeschlossen ist. Moreover , the dependency of the comparison logic UWL ₁ on the output of the timer circuit UWz can be omitted if a trigger limit which excludes the extreme load range is effective in the measuring system during the entire power stage activation . This is indicated by the dashed line of the connection between UWz and UWL ₁. For the coupling of the monitoring with the output stage setting as such, a separate enable input Ef of the comparison logic UWL 1 is provided in the circuit according to FIG. 2, which, like the trigger input of UWz, is connected to the already mentioned output Ae of the relay time circuit MSz .

In dem Diagramm der Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit der Auslösegrenzenumschaltung für die Endstufe angedeutet. Während für die ursprüngliche Auslösegrenze G₂, welche den Lastbereich ZL der Leitung einschließt, zusammen mit der Auslösegrenze G₁ durch Phasenwinkelüberwachung einer - hier nicht mehr dargestellten - Leitungsimpedanz gegenüber der Referenzimpedanz Zr verwirklicht wird, ergibt sich die zusätzliche Auslösegrenze G₃, welche den Lastbereich ZL der Leitung ausschließt, mittels einer gemäß Pfeil Pr gegenüber der ursprünglichen Referenzimpedanz Zr phasenverschobenen Referenzimpedanz Zr₀, wobei unter Aufrechterhaltung der Auslösegrenze G₁ die Phasenwinkel zwischen Zr₀ und G₁ einerseits sowie G₃ andererseits etwa in gleichem Verhältnis gegenüber den unmodifizierten Phasenwinkeln verkleinert sind. Dadurch ergibt sich die erforderliche Phasenverschiebung der Auslösegrenze G₃ gegenüber G₂ entsprechend Pfeil Pg.A further possibility of triggering limit switching for the output stage is indicated in the diagram in FIG. 3. While for the original tripping limit G ₂, which includes the load range ZL of the line, together with the tripping limit G ₁ by phase angle monitoring - a line impedance - not shown here - is realized compared to the reference impedance Zr , there is the additional tripping limit G ₃, which covers the load range ZL the line excludes phase-shifted by means of a according to the arrow Pr compared to the original reference impedance Zr reference impedance Zr ₀, wherein while maintaining the trip limit G ₁, the phase angle between Zr ₀ and G ₁ one hand, and G ₃ other hand, are reduced to approximately the same ratio with respect to the unmodified phase angles . This results in the required phase shift of the trigger limit G ₃ compared to G ₂ according to arrow Pg .

Außerdem sind in Fig. 3 verschiedene, in zeitlicher Staffelung eingeschaltete Reaktanz- und Resistanz-Auslösegrenzen XR₁ bis XR₄ angedeutet. Ausgehend von XR₁ erfolgt bei jeder Staffelumschaltung der Übergang zur nächstweiteren Auslösegrenze gemäß den Pfeilen p₁ bis p₄, wobei die letztgenannte Umschaltung zur Endstufe mit ins Unendliche verlagerter, d. h. unwirksamer Reaktanz- und Resistanz-Auslösegrenze führt.In addition, different reactance and resistance tripping limits XR ₁ to XR ₄ are indicated in FIG . Starting from XR ₁, the transition to the next trigger limit according to the arrows p ₁ to p ₄ takes place with each relay switch, the latter switch to the output stage leading to the infinite, ie ineffective reactance and resistance trigger limit.

Bei der Ausführung nach Fig. 4, ebenfalls eine Kennliniendarstellung in der komplexen Impedanzebene, erfolgt eine Umschaltung zwischen zueinander nullpunktsymmetrischen Auslösegebieten, die zwischen den Grenzen G₁, G₃ einerseits und G₁₀, G₃₀ andererseits liegen. Der Übergang zwischen diesen beiden Auslösegebieten kann auf einfache Weise durch 180°-Phasenverschiebung der Referenzimpedanz Zr nach -Zr oder aber durch entsprechende Phasenverschiebung der Leitungsimpedanz Zk und -Zk verwirklicht werden. Der Übergang bedeutet im übrigen eine entsprechende Transformation des Lastbereiches ZL in den Bereich ZL₀. Beide Bereiche sind durch die entsprechende Auslösegrenzen G₃ bzw. G₃₀ ausgeschlossen.In the embodiment of Fig. 4, also a characteristic diagram in the complex impedance plane, a changeover between mutually null point-symmetric release areas which lie between the limits G ₁, G ₃ one hand, and G ₁₀, G ₃₀ other. The transition between these two triggering areas can be achieved in a simple manner by a 180 ° phase shift of the reference impedance Zr to -Zr or by a corresponding phase shift of the line impedance Zk and -Zk . The transition also means a corresponding transformation of the load area ZL into the area ZL ₀. Both areas are excluded by the corresponding trigger limits G ₃ or G ₃₀.

Diese Umschaltung kann in einer Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 mittels der Zeitschaltung UWz vorgenommen werden, d. h. mit einer vorgegebenen Verzögerung Δ t nach Einschalten der Endstufe der Meßsystemanordnung. In dem Zeitintervall zwischen der Endstufeneinschaltung und der Umschaltung ist dann das der einen Leistungsrichtung zugeordnete Auslösegebiet wirksam und in dem auf die Umschaltung folgenden Zeitintervall, also ebenfalls innerhalb der Endstufeneinschaltung, daß der entgegengesetzten Leistungsrichtung zugeordnete Auslösegebiet. Es ergeben sich also auf einfache Weise zwei zueinander komplementäre Richtungsdetektionen, die für besondere Überwachungs- oder Schutzzwecke ausgenutzt werden können, insbesondere jedoch auch die in manchen Fällen erwünschte Funktion einer ungerichteten Endstufe verwirklichen können.This switching can be carried out in a circuit arrangement according to FIG. 2 by means of the timer UWz , ie with a predetermined delay Δ t after switching on the output stage of the measuring system arrangement. The tripping area assigned to one power direction is then effective in the time interval between the power stage switching and the switchover, and in the time interval following the switching, that is also within the power stage switching, that the tripping area assigned to the opposite power direction. This results in a simple manner in two mutually complementary directional detections, which can be used for special monitoring or protection purposes, but in particular can also realize the function of an undirected output stage that is desired in some cases.

BezeichnungslisteLabel list

a₁, a₂, a₃ = Grenzwert-Phasenwinkel
A₁, A₂ = Überwachungs- oder Alarmausgang
Ae = Freigabeauszug
A₀ = Auslösesignal für die Fehlerabschaltung am Ausgang
AW = Anwurfschaltung
AWr = Anregeschaltung
AWs = Schalteinrichtung
AWw = Auswahlschaltung
Ef = Freigabeeingang
G₁, G₂, G₃, G₁₀, G₂₀, G₃₀ = Richtungs-Auslösegrenzen eines üblichen Distanzschutz-Meßsystems
jX = Reaktanzachse
L = Dreiphasenleitung
MS = Meßschaltung
MW = Strom- und Spannungs-Meßwandleranordnung
MSL = UND-Logik
MSm = Meßsystemanordnung
MSz = Staffel-Zeitschaltung
P _g = Pfeil
p₁, p₂, p₃, p₄ = Pfeile
R = Resistanzachse
UW = Überwachungsschaltung
UWq = Speisequellenüberwachung
UWz = zusätzliche Zeitschaltung
UWL₁, UWL₂ = UND-Vergleichslogik
VS = Eingang der Meßsystemanordnung
XR₁, XR₂, XR₃, XR₄ = Reaktanz- und Resistanz-Auslösegrenzen
Zk = Leitungs-Impedanzvektor
Zr = Bezugs-Impedanzvektor
Zk₀ = Leitungs-Impedanzvektor
ZL = Lastbereich
ZL₀ = Bereich
ZR₀ = phasenverschobene Referenzimpedanz
Δ t = Verzögerung a ₁, a ₂, a ₃ = limit value phase angle
A ₁, A ₂ = monitoring or alarm output
Ae = release statement
A ₀ = trigger signal for error shutdown at the output
AW = starting circuit
AWr = start-up circuit
AWs = switching device
AWw = selection circuit
Ef = release input
G ₁, G ₂, G ₃, G ₁₀, G ₂₀, G ₃₀ = directional tripping limits of a conventional distance measurement system
jX = reactance axis
L = three-phase line
MS = measuring circuit
MW = current and voltage transducer arrangement
MSL = AND logic
MSm = measuring system arrangement
MSz = relay schedule
P _g = arrow
p ₁, p ₂, p ₃, p ₄ = arrows
R = axis of resistance
UW = monitoring circuit
UWq = food source monitoring
UWz = additional timer
UWL ₁, UWL ₂ = AND comparison logic
VS = input of the measuring system arrangement
XR ₁, XR ₂, XR ₃, XR ₄ = reactance and resistance tripping limits
Zk = line impedance vector
Zr = reference impedance vector
Zk ₀ = line impedance vector
ZL = load range
ZL ₀ = area
ZR ₀ = phase-shifted reference impedance
Δ t = deceleration

Claims

1. Distance Protection device for electric lines, characterized by a throw-off circuit comprising means responsive to at least one predetermined error criterion drive circuit, and at least one measuring circuit whose characteristics are switchable to a plurality of switching stages in the complex impedance plane between a plurality of distance-trip limits that for the measuring circuit (MS) one of the switching stages is provided in such a way that the load range (ZL) of the line lies within the distance tripping limit corresponding to this switching stage and that for this switching stage one intersects the coordinate zero point of the complex impedance plane or passes it at a short distance additional tripping limit (G ₃) is provided, outside of which the load range (ZL) of the line is located.

2. Distance protection device according to claim 1, characterized in that the additional tripping limit (G ₃) is a rich direction tripping limit.

3. Distance protection device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the additional tripping limit (G ₃) is realized by the measuring circuit (MS) by the phase difference between a line impedance vector (Zk) and a reference impedance vector (Zr) determined and is compared with a predetermined limit phase angle (a ₃) lagging the reference impedance vector (Zr) .

4. Distance protection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least for the switchable switching stages at which the load range (ZL) of the line is still outside the distance-trigger limit corresponding to the respective switching stage, a intersecting the coordinate zero point of the complex impedance level or this tripping limit (G ₂) passing at a short distance is provided, within which the load range (ZL) of the line lies and that when the low switching stage is switched on, at which the load range (ZL) of the line within the distance corresponding to this switching stage Tripping limit is switched from the tripping limit (G ₂) to the additional tripping limit (G ₃), outside of which the load range (ZL) of the line lies.

5. Distance protection device according to claim 4, characterized in that the switchover from the tripping limit (G ₂), within which the load range (ZL) of the line lies, with a time delay, to the additional tripping limit (G ₃), that is to say that switch stage is switched on , in which the load range of the line lies within the distance tripping limit corresponding to this switching level.